• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.47-56
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• 2016

연약지반을 매립한 지반에 굴착을 시행할 경우 흙막이 벽체를 설치하더라도 굴착에 따른 굴착배면 지반의 지하수 유출로 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 지반파괴 저감 대책으로 억지말뚝을 적용한 실내모형 실험을 시행하여 무보강일 경우와 억지말뚝 보강시를 비교하여 침하량이 약 3배 정도 차이가 발생하는 보강효과를 확인하였다(Kim, 2014). 금번 연구에서는 이런 억지말뚝의 보강효과 확인에 따른 적정한 억지말뚝 간격비의 평가를 시행하였다. 말뚝 간격비를 0.66(억지말뚝 5개)과 0.76(억지말뚝 3개)로 구분하여 실험한 결과 억지말뚝 적용이 굴착시 지반파괴 저감에 대하여 효과는 있으나 일정간격 이상 좁은 경우 오히려 하중으로 작용할 수 있어 설계시 적절한 간격비의 조정이 필요함을 알 수 있었으며, 본 연구에서는 지반파괴의 저감효과가 있으면서 굴착배면의 하중으로도 작용하지 않는 적정 간격비는 0.7~0.8 정도가 적합하다고 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.35-46
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• 2015

본 연구에서는 최근 국내에서 사용이 증가하고 있는 2열 자립식 흙막이 공법에 있어서 안정성에 영향을 미치는 주요 설계인자들을 분석하고 설계기준을 제안하기 위하여 현장적용 결과의 분석 및 3차원 유한차분 해석을 수행하였다. 지반특성에 따른 본 공법의 거동을 분석하기 위하여 사질토가 지배적인 현장과 점성토가 지배적인 2개의 현장에 적용을 수행하였으며, 굴착에 따른 흙막이 벽체의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 3차원 유한차분 모델링 기법의 타당성을 검증하기 위하여 현장적용 결과와 비교 분석을 수행한 결과, 본 연구의 수치해석 모델링 기법은 본 공법의 굴착에 따른 거동을 합리적으로 모사하는 것으로 나타났다. 또한 흙막이 벽체를 구성하는 전열말뚝(엄지말뚝) 및 후열말뚝(억지말뚝)의 간격(S), 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리(D), 굴착심도(H) 및 말뚝의 근입깊이(Z) 등, 본 공법의 주요 설계인자들의 영향 정도를 분석하기 위하여 다양한 경우의 3차원 유한차분 모델링 및 해석을 수행하였다. 그 결과, 굴착에 따라 발생하는 흙막이 벽체의 최대 수평변위는 전열말뚝 및 후열말뚝의 간격의 감소, 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리의 증가 및 말뚝 근입심도의 증가에 따라 감소하였으며, 이러한 특징은 점성토 조건의 지반보다는 사질토 조건의 지반에서 보다 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.331-337
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• 2016

높이가 5m와 10m인 사면부와 사면하부지반으로 이루어진 지반조건에 대하여 여러 가지 강도정수를 갖는 사면하부지반을 가정하고 안정해석을 수행한 결과 사면하부 끝단에 억지말뚝을 설치할 수 있는 사면하부지반의 강도정수의 범위를 얻을 수 있었고 표로써 제시하였다. 사면높이가 5m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 $15^{\circ}$인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 20kPa와 25kPa인 경우 내부마찰각이 $0^{\circ}$일 때만 억지말뚝의 설치가 가능하였다. 사면높이가 10m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 $20^{\circ}$인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 40kPa, 45kPa 그리고 50kPa인 경우에는 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우만 억지말뚝의 설치가 가능함을 알 수 있었다. 가정한 사면에 적용한 억지말뚝에 대한 해석결과에 따르면 억지말뚝의 길이와 최대 휨모멘트의 크기는 내부마찰각의 존재여부에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 필요한 억지말뚝의 길이 $D_s$와 d는 각각 내부마찰각이 $5^{\circ}$인 경우에 비해 4.6배와 8.0배 컸다. 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 내부마찰각이 $5^{\circ}$인 경우에 비해 24.6배 컸다. 억지말뚝을 적용한 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 억지말뚝의 길이 및 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트의 크기가 상당히 커서 억지말뚝의 적용을 어렵게 함을 알 수 있었다. 본 연구결과를 통해 볼 때 비배수상태에 있는 포화점토지반상에 성토를 하는 경우에는 압밀이 발생하는 시간적 여유를 갖도록 완속 성토함으로써 억지말뚝의 길이와 발생 최대 휨모멘트를 대폭적으로 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.496-503
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• 2016

억지말뚝으로 보강된 무한사면의 해석을 위해 억지말뚝에 작용하는 하중을 소성변형이론과 소성흐름이론을 적용하여 산정하였고 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 다양한 인자들의 효과를 살펴보았다. 해석결과에 따르면 억지말뚝의 설치로 인해 사면의 안전율이 상당히 증가함을 알 수 있었고 말뚝설치간격이 커질수록 안전율은 감소하였다. 억지말뚝의 설치로 인한 안전율의 증가가 커서 무한사면의 침투발생 유무가 사면의 안전율에 미치는 영향은 상대적으로 미미할 것으로 생각된다. 억지말뚝으로 보강된 무한사면의 안전율을 수식으로 나타내 보았는데 무보강시 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 흙의 강도정수 및 사면의 경사 그리고 사면의 두께 이외에도 무한사면요소의 폭과 길이 그리고 억지말뚝에 작용하는 하중에 영향을 받음을 알 수 있었다. 소성변형이론을 바탕으로 하여 억지말뚝보강 무한사면의 안전율을 흙의 강도갱수를 달려하여 살펴본 결과 무보강시에 비해 상당한 안전율 증가효과를 확인할 수 있었는데 본 연구에서 고려한 강도정수와 말뚝간격에 대하여 최소 안전율은 13.7이었고 최대 안전율은 65.6이었다. 억지말뚝의 지름이 증가할수록 말뚝이 부담하는 하중은 증가하지만 안전율은 감소하였는데 이는 억지말뚝 보강 무한사면의 안전율에 영향을 미치는 무한사면요소의 폭과 길이 때문으로 판단된다. 소성흐름이론을 바탕으로 억지말뚝 보강 무한 사면의 안전율을 평균유입속도와 소성점도의 곱($v_1{\eta}_p$)을 달려하여 살펴본 결과 무보강시에 비해 상당한 안전율 증가효과를 확인할 수 있었으며 $v_1{\eta}_p$값이 커질수록 안전율도 커짐을 알 수 있었고 일정한 $v_1{\eta}_p$값에 대하여 말뚝설치간격이 커질수록 안전율은 감소하였다.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제1권2호
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• pp.67-72
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• 2008

본 논문에서는 도로확장공사 현장의 절토사면 안정검토를 위해서 몇가지 조사 및 분석을 수행하였다. 압성토 및 억지말뚝으로 보강된 절토사면의 추가 보강사례를 그 연구대상으로 하며, 절토사면에 보강된 안정화파일의 효과를 분석하기위한 시험장비 또한 설계 및 설치하였다. 결론적으로, 추가보강방법으로써 억지말뚝공법과 Earth Anchor공법을 검토한 결과, 억지말뚝공법과 Earth Anchor공법 모두 안정성은 확보하였으나 기존 보강공법의 연계성과 경제성을 고려하여 억지말뚝공법을 추가보강공법으로 선정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 사면안정학술발표회
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• pp.65-81
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• 2003

During the last few decades in Korea, the development of hillside or mountain areas has rapidly increased for infrastructure construction such as railroads, highways and housing. Many landslides have occurred during these constructions. Also, the amount and scale of damage caused by landslides have increased every year. In the case of Far East Asia including Korea, the damage of landslides is consequently reported during the wet season. In this paper, the effect of stabilizing piles on slope stability is checked and the behavior of slope soil and piles are observed throughout the year by field measurements in the large-scale cut slopes. In particular a large-scale cut slope situated on the construction site for the express highway in Donghae, Korea. First of all, The behavior of the slope soil was measured by inclinometers during slope modification. Landslides occurred in this area due to the soil cutting for slope modification. The horizontal deformations of slope soil gradually increased and rapidly decreased at depth of sliding surface indicating that the depth of sliding surface below the ground surface can be predicted. On the basis of being able to predict the depth of the sliding surface, stabilizing piles were designed and constructed in this slope. To ensure the stability of the reinforced slope using stabilizing piles, an instrumentation system was installed. The maximum deflection of piles is measured at the pile head and it is noted that the piles deform like deflection on a cantilever beam. The maximum bending stress of piles is measured at the soil layer. The pile above the soil layer is subjected to lateral earth pressure due to driving force of the slope, while pile below soil layer is subjected to subgrade reaction against pile deflection. As a result of research, the effect and applicability of stabilizing piles in large-scale cut slopes could be confirmed sufficiently.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.5-14
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• 2001

본 연구에서는 사면안정 확보를 위해 설치된 억지말뚝과 보강사면의 안전율을 산정할 수 있는 간편설계 법을 제안하였다. 억지말뚝-지반간 상호작용은 하중전이법으로, 사면의 안전율은 Bishop의 간편법을 이용하여 산정하였다. 말뚝 간격에 따른 군말뚝 효과를 고려하기 위해 실내모형실험 및 유한요소해석을 수행하였으며 이 결과를 토대로 군말뚝 상호작용계수를 제안하였다. 제안된 군말뚝 상호작용계수는 말뚝중심간격이 좁아질수록 감소하였으며, 두부조건이 자유단인 경우가 다른 구속조건에 비해 큰 폭으로 감소하였다. 개발된 억지말뚝의 설계기법은 본 연구에서 수행한 원심모형실험, 현장시험 및 기존 유한요소해석결과와 비교.분석하였다. 본 해석프로그램은 3차원 유한요소해석에 비해 쉽고 간단하면서도 말뚝-지반간 상호작용에 의해 매우 복잡한 거동을 나타내는 억지말뚝을 비교적 적절히 설계 할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권1호
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• pp.79-100
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• 1995

본 연구에서는 Wright 등이 제안한 산사태 억지벽체공법에, nailing system을 추가한 새로운 형태의 사면보강공법을 제시하였다. 이를 위해, nail로 보강된 콘크리트판넬에 작용하는 토압산 정법의 제시 및 억지말뚝 해석법의 정림 등이 이루어 졌다. 또한 제시된 토압산정법을 토대로, nail의 효율적인 배치형태 및 설치각도 등에 대한 분석과, 콘크리트판넬 및 억지말뚝으로 구성된 억지벽체의 최적설치위치에 관한 분석이 수행되었다. 이외에도 설계예를 통해, Wright 등의 제안방법과의 비교, 억지말뚝 상호간섭작용의 영향검토 등이 수행되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권6호
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• pp.45-60
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• 1997

본 논문에서는 새로 제안된 외말뚝의 횡하중에 대한 거동과 사면에서의 억지말뚝으로서의 거동에 관하여 연판하였다. 특히 기존의 원형PC말뚝을 대신할 수 있는 새로운 말뚝의 단면을 실험을 통하여 결정하고 이에 대하여 외 말뚝으로서의 수평력에 대한 거동과 사면에서의 안전율 증진 효과를 고찰하였다. 연구 결과 새로운 형태의 말뚝은 외말뚝으로서는 동일한 청하중에 대하여 말뚝의 최대 변위량 이 기존의 원형PC말뚝보다 훨씬 작은 것으로 평가되었으며, 허용변위량에 대한 수평 하중은 증가하였다. 또한 사면에서의 거동을 비교한 결과 동일한 조건에서 안전율이 원형 PC말뚝보다 증가하며 안전율을 동일하게 할 경우 원형PC말뚝보다 말뚝의 수량을 줄일 수 있어 더 경제적이라 할 수 있을 것이다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권3호
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• pp.23-30
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• 2002

In recently, using of steel reinforcements by reinforcing materials of the reinforced earth, micro-pile and root-pile etc,. is wide-spreading in the stabilizing control of cutting and embankment slopes, but the failure mechanism of reinforced earth as well as the effect of insert angles or types of reinforcement and others are not defined clearly. In this study, therefore heavy-duty direct shear tests were exercised on the reinforced soil and the non-reinforced soil, which was executed for research on the interaction of soil-reinforcement and theirs behavior. The hardness and softness and the standard sands were used for modeling of reinforced soil, the material constants for the computer simulation were estimated from the results of CD-Test. The effects of reinforcing and of friction increasing on the softness, area ratio of reinforcements is equal, were the better than them of the hardness, as well the reinforcing effects of shear strength without regard to the area ratio is much the same at $10^{\circ}$, insert angle of reinforced bar, differ from them of the existing study. Then, the results of numerical analysis showed that the behavior of reinforcements displayed bending resistance and shear resistance at $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, respectively. Also, the state of strain transfer was observed and the behavior of resistance mechanism on reinforcements presented almost the same them of landslides stabilizing pile.